内存盘（或简称 RAMdisk）是一种将内存的一部分当作磁盘来使用的方法。仔细想想，它的优缺点就显而易见了：
- RAM 的速度比最快的磁盘还要快得多，因此在 ramdisk 上进行操作比使用 NVMe、SSD 以及机械硬盘要快得多。
- 然而，RAM也是易失性的。如果服务器重启或崩溃，RAM磁盘上的所有内容都会丢失。
内存盘是存放缓存、会话文件和其他临时数据的绝佳场所。我甚至见过这样的配置：将数据库日志（例如 Postgres 预写日志、Oracle 重做日志等）保存在内存盘上，并由周围的系统将其复制到永久存储，在关机/启动时进行恢复，同时定期执行备份以防崩溃。
我们来看看如何设置和使用内存盘。为了好玩，我启动了一个容量为 24GB 的 Linode 系统：
root@bigmem:~# free -m 全部的 用过的 自由的 共享 增益/缓存 可用的 内存： 24049 65 23913 0 70 23732 交换： 511 0 511
你可能会认为需要重新配置系统并重启，但其实要简单得多。
root@bigmem:~# mkdir /ramdisk root@bigmem:~# mount -t tmpfs -o size=16G ramdisk16 /ramdisk root@bigmem:/ramdisk# df -h /ramdisk 文件系统 尺寸 已使用 可用 使用率 安装在 ramdisk16 16G 0 16G 0% /ramdisk
就是这样。注意，这里的“ramdisk16”是我随意选择的名称。我认为这个参数是必需的，因为挂载命令的通用格式是“mount [类型] [选项] [设备] [挂载点]”。这里并没有真正意义上的“设备”，所以使用了占位符。
请注意，“ramdisk”这个术语有点误导性，因为你可能会认为你会得到某种 /dev/sdX 之类的设备来创建文件系统等等。你可以把 ramdisk 看作是预先创建的磁盘上的“ram 文件系统”。
现在我可以对 /ramdisk 做任何操作——创建目录、添加文件等等。但是当我卸载它（或系统重启）时，所有操作都会丢失。我可以在 /etc/fstab 中将其永久化，但这当然意味着重启后 ramdisk 会被重新创建为一个空挂载点：
ramdisk16 /ramdisk tmpfs defaults,size=16G 0 0
那么，它真的更快吗？让我们拭目以待。敬请期待一个令人费解的问题！
IOping
使用 ioping 工具，SSD 磁盘的状态如下： root@bigmem:/# ioping . 4 KiB <<< . (ext4 /dev/sda 19.2 GiB): 请求=1 时间=82.2 微秒（预热） 4 KiB <<< . (ext4 /dev/sda 19.2 GiB): 请求=2 时间=933.8 微秒 4 KiB <<< . (ext4 /dev/sda 19.2 GiB): 请求=3 时间=304.4 微秒 4 KiB <<< . (ext4 /dev/sda 19.2 GiB): 请求=4 时间=306.1 微秒 4 KiB <<< . (ext4 /dev/sda 19.2 GiB): 请求=5 时间=279.4 微秒 4 KiB <<< . (ext4 /dev/sda 19.2 GiB): 请求=6 时间=337.5 微秒 ^C --- . (ext4 /dev/sda 19.2 GiB) ioping 统计信息 --- 5 个请求已完成，耗时 2.16 毫秒，读取 20 KiB，IOPS 为 2.31 k，传输速度为 9.04 MiB/s。 生成了 6 个请求，耗时 5.63 秒，文件大小为 24 KiB，IOPS 为 1，吞吐量为 4.26 KiB/s。 最小值/平均值/最大值/标准差 = 279.4 微秒 / 432.2 微秒 / 933.8 微秒 / 251.4 微秒
同时，在内存盘上执行相同的操作： root@bigmem:/# cd /ramdisk/ root@bigmem:/ramdisk# ioping . 4 KiB <<< . (tmpfs ramdisk16 16 GiB): 请求=1 时间=1.76 微秒（预热） 4 KiB <<< . (tmpfs ramdisk16 16 GiB): 请求=2 时间=8.43 微秒 4 KiB <<< . (tmpfs ramdisk16 16 GiB): 请求=3 时间=12.1 微秒 4 KiB <<< . (tmpfs ramdisk16 16 GiB): 请求=4 时间=11.8 微秒 4 KiB <<< . (tmpfs ramdisk16 16 GiB): 请求=5 时间=10.2 微秒 4 KiB <<< . (tmpfs ramdisk16 16 GiB): 请求=6 时间=9.30 微秒 4 KiB <<< . (tmpfs ramdisk16 16 GiB): 请求=7 时间=9.66 微秒 ^C --- . (tmpfs ramdisk16 16 GiB) ioping 统计信息 --- 6 个请求已完成，耗时 61.5 微秒，读取数据 24 KiB，IOPS 为 97.6 k，速度为 381.3 MiB/s。 生成了 7 个请求，耗时 6.48 秒，文件大小为 28 KiB，IOPS 为 1，吞吐量为 4.32 KiB/s。 最小值/平均值/最大值/标准差 = 8.43 微秒 / 10.2 微秒 / 12.1 微秒 / 1.32 微秒
我原本打算计算百分比差异，但我觉得没必要了。
dd 写入和读取
让我们传输一个 1GB 的文件：
root@bigmem:/ramdisk# time dd if=/dev/zero of=/ramdisk/1gbfile bs=1MB count=1024 1024+0 条记录 1024+0 条记录 已复制 1024000000 字节（1.0 GB，977 MiB），耗时 0.38423 秒，速度为 2.7 GB/秒 实际 0 分 0.450 秒 用户 0m0.000s 系统 0分0.448秒
现在，这里有个有趣的现象。我原本以为 2GB 的文件需要两倍的时间才能下载完成，事实也的确如此。但是 4GB 的文件需要多长时间呢？8GB 的文件呢？显然，下载时间并非线性增长。以下是一些示例：
| 内存盘文件大小 | 使用 dd 分配时间 |
| 1GB | 大约0.4秒 |
| 2GB | 大约0.75秒 |
| 4GB | 大约32秒 |
| 8GB | 大约145秒 |
我的理论是，物理主机服务器可以轻松获取 1GB 或 2GB 的内存，而且可能本身就闲置着这么多内存。但要找到 8GB 的可用内存，它就必须更费力地搜索。我打个比方：去停车场想停一辆车和想停 32 辆车——停车场虽然有空位，但前者需要花更多时间才能找到空位。
我向社区寻求解释。
回到我们的内存盘。让我们把内存盘和 NVMe 做个比较。内存盘：
root@bigmem:/ramdisk# for run in 1 2 3 ; do time dd if=/dev/zero of=/ramdisk/2gbfile bs=1MB count=2048 ; done 2048+0 条记录 2048+0 条记录已发布 已复制 2048000000 字节（2.0 GB，1.9 GiB），耗时 0.727246 秒，速度为 2.8 GB/秒 实际 0 分 0.853 秒 用户 0m0.000s 系统 0分0.851秒 2048+0 条记录 2048+0 条记录已发布 已复制 2048000000 字节（2.0 GB，1.9 GiB），耗时 0.729331 秒，速度为 2.8 GB/秒 实际 0 分 0.855 秒 用户 0m0.000s 系统 0分0.853秒 2048+0 条记录 2048+0 条记录已发布 已复制 2048000000 字节（2.0 GB，1.9 GiB），耗时 0.726534 秒，速度为 2.8 GB/秒 实际 0 分 0.853 秒 用户 0m0.000s 系统 0分0.851秒
大约0.85秒。NVMe：
root@bigmem:/ramdisk# for run in 1 2 3 ; do time dd if=/dev/zero of=/2gbfile bs=1MB count=2048 ; done 2048+0 条记录 2048+0 条记录已发布 已复制 2048000000 字节（2.0 GB，1.9 GiB），耗时 1.86907 秒，速度为 1.1 GB/秒 实际 0 分 2.059 秒 用户 0m0.000s 系统 0m1.441s 2048+0 条记录 2048+0 条记录已发布 已复制 2048000000 字节（2.0 GB，1.9 GiB），耗时 1.66434 秒，速度为 1.2 GB/秒 实际 0 分 1.855 秒 用户 0m0.000s 系统 0m1.437s 2048+0 条记录 2048+0 条记录已发布 已复制 2048000000 字节（2.0 GB，1.9 GiB），耗时 1.69488 秒，速度为 1.2 GB/秒 实际 0 分 1.887 秒 用户 0m0.004s 系统 0m1.424s
现在我们来尝试读取数据：
root@bigmem:/ramdisk# for run in 1 2 3 ; do time dd if=/ramdisk/2gbfile of=/dev/null bs=1024k ; done 1953+1 条记录 1953+1 条记录 已复制 2048000000 字节（2.0 GB，1.9 GiB），耗时 0.183827 秒，速度为 11.1 GB/秒 实际 0 分 0.185 秒 用户 0m0.000s 系统 0 分 0.185 秒 1953+1 条记录 1953+1 条记录 已复制 2048000000 字节（2.0 GB，1.9 GiB），耗时 0.18002 秒，速度为 11.4 GB/秒 实际时间 0 分 0.181 秒 用户 0m0.000s 系统 0 分 0.181 秒 1953+1 条记录 1953+1 条记录 已复制 2048000000 字节（2.0 GB，1.9 GiB），耗时 0.180192 秒，速度为 11.4 GB/秒 实际时间 0 分 0.181 秒 用户 0m0.000s 系统 0 分 0.181 秒 root@bigmem:/ramdisk# for run in 1 2 3 ; do time dd if=/2gbfile of=/dev/null bs=1024k ; done 1953+1 条记录 1953+1 条记录 已复制 2048000000 字节（2.0 GB，1.9 GiB），耗时 0.172908 秒，速度为 11.8 GB/秒 实际时间 0 分 0.174 秒 用户 0m0.000s 系统 0 分 0.174 秒 1953+1 条记录 1953+1 条记录 已复制 2048000000 字节（2.0 GB，1.9 GiB），耗时 0.235156 秒，速度 8.7 GB/秒 实际时间 0 分 0.236 秒 用户 0m0.000s 系统 0分0.236秒 1953+1 条记录 1953+1 条记录 已复制 2048000000 字节（2.0 GB，1.9 GiB），耗时 0.171044 秒，速度为 12.0 GB/秒 实际时间 0 分 0.172 秒 用户 0m0.000s 系统 0 分 0.172 秒
从这些数据来看，我猜测操作系统缓存对磁盘性能提升很大，这当然是好事。正如我们所预期的，内存盘的延迟和写入速度都远胜于实体存储设备。尤其是在写入方面，内存盘执行单个CPU操作码的速度远低于实体存储设备，后者需要与存储设备交互，请求其提交数据并等待响应。当然，实体存储设备本身的速度也很快，但肯定不如那些始终在主内存内进行操作的设备快。
